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物质溶解难易的分类
难溶
微溶
可溶
易溶
气体溶解度通常指的是该气体①（其压强为 1 标准大气压即 1.01×105 帕）在一定温度时溶解在 1 体积水里的体积数。例如，在 0℃时，1 体积水里 最多能溶解氧气 0.049 体积，20℃1 标准大气压时，氧气的溶解度是 0.031。 所以在 0℃和 20℃时，氧气的溶解度分别 0.049 和 0.031。
悬浊液 固体小颗粒悬浮于液体里所形成的液体混合物。例如，将泥土放入盛水的试管里，振荡之后形成的浑浊液体就是悬浊液。悬浊液的固体小 颗粒是一种多分子的集合体，直径一般大于 10-7 米，不能透过滤纸。由于比 水重，因而在重力作用下会发生沉降，所以这种液体不稳定。有时农药常配 制成悬浊液使用以提高药效，节省药剂。
乳浊液 乳浊液又称乳状液，是由两种不相混的液体经强烈振荡或者在乳化剂的作用下形成的。通常其中一种是水或水溶液，另一种是有机液体， 例如油类。这种液体中分散的互不相溶的小液滴是多分子集合体。因而当乳 化剂不存在时，也是不稳定的。常见的乳浊液如油井中喷出的原油、牛奶等。 许多农药、杀虫剂常配制成乳浊液使用，这样可以提高药效。
温度对溶解度的影响 物质的溶解度与温度有关。温度对不同物质溶解度的影响不同，大多数固体物质的溶解度随着温度的升高而增大。例如， 硝酸钾在常压 10℃时溶解度为 20.9 克，50℃时为 85.5 克，100℃时为 246 克。少数物质如氯化钠受温度的影响不大。也有个别物质其溶解度随着温度 的升高而减少，例如氢氧化钙（熟石灰）。对于气态物质而言。当压强一定 时，溶解度一般随温度的升高而减小；当温度不变时，随着压强的增大，气 体的溶解度也增大。（参看固体的溶解度曲线）。
压强对气体溶解度的影响 气体的溶解度除与气体的性质、溶剂种类 及温度有关外，还与压强有明显关系。由于气体溶解时其体积变化很大，因 而当温度不变时，气体的溶解度随压强增加而增大。例如 20℃1 标准大气压 时，氢气在 100 毫升水中的溶解度为 1.82 毫升（已换算成标准状况时的体积， 下同）；若压强变为 2 标准大气压时，则氢气的溶解度为 3.64 毫升。
固体的溶解度曲线 由于温度对物质的溶解度有影响，而且不同物质的 溶解度受温度的影响不同。因此，可以用纵坐标表示溶解度，横坐标表示温 度。在坐标上画出不同物质的溶解度和温度的关系曲线。这种曲线就叫做溶① 非标准状况时的气体体积数要换算成标准状况时的体积。
解度曲线。溶解度曲线上的每个点表示某温度下某溶质的溶解度。溶解度曲 线上两条曲线的交点表示在该点所示的温度下，两种物质的溶解度相同。利 用溶解度曲线，可以求得物质在不同温度下的溶解度，也可借助溶解度曲线 来进行某些物质的提纯和分离。
合金 一种金属与另一种（或几种）金属或非金属经过熔合而得到的具 有金属性质的物质。例如，黄铜是铜和锌的合金（含铜 67%、锌 33%）；青铜 是铜和锡的合金（含铜 78%、锡 22%）；钢和生铁是铁与非金属碳的合金。故 合金可以认为是具有金属特性的多种元素的混合物。合金在硬度、弹性、强 度、熔点等许多性能方面都优于纯金属。如：普通的焊锡就是由 67%的锡和33%的铅组成的合金，其熔点是 180℃，低于铅和锡的熔点（铅熔点是 327℃， 锡的熔点是 232℃）。
合金的性质主要决定于它的组成和内部结构。其内部结构与成分金属的 性质，各成分用量之比及制备合金时的条件有密切的关系。特别是温度的控 制，对结构有很大的影响。如果把合金熔体慢慢冷却，可以得到粗晶粒的合 金；如急剧冷却（淬火），则得到细晶粒的合金。后者比前者强度较大，但 性质较脆。这种坚硬的合金在机械加工前若先加热，然后慢慢冷却（回火）， 便可使合金的脆性降低，韧性增加。
一般说来，除密度以外，合金的性质并不是它的各成分金属性质的总和。
多数合金的熔点低于组成它的任何一种成分金属的熔点。合金的硬度一般比 各成分金属的硬度都大，如在铜里加 1%的铍所生成的合金的硬度，比纯铜大
7 倍。
有些合金与组成它的纯金属在化学性质上也表现出很大的不同，例如铁 容易与酸反应，如果在普通钢里加入 25%左右的铬和少量的镍，就不容易跟 酸反应了，这种钢称为耐酸钢。
总之，使用不同的原料、改变这些原料用量的比例，控制合金的结晶条件，就可制得具有各种特性的合金。现代的机器制造、飞机制造、化学工业 和原子能工业的成就，尤其是火箭、导弹、人造地球卫星、宇宙飞船的制造 成功，都与制成了各种优良性能的合金有密切的关系。
物质的结晶 晶体在溶液中形成的过程称为结晶。结晶的方法一般有 2
种：一种是蒸发溶剂法，它适用于温度对溶解度影响不大的物质。沿海地区 “晒盐”就是利用的这种方法。另一种是冷却热饱和溶液法。此法适用于温 度升高，溶解度也增加的物质。如北方地区的盐湖，夏天温度高，湖面上无 晶体出现；每到冬季，气温降低，纯碱（Na2CO3·10H2O）、芒硝（Na2SO4·10H2O）
等物质就从盐湖里析出来。在实验室里为获得较大的完整晶体，常使用缓慢 降低温度，减慢结晶速度的方法。
人们不能同时看到物质在溶液中溶解和结晶的宏观现象。但是却同时存 在着组成物质微粒在溶液中溶解与结晶的两种可逆的运动：通过改变温度或减少溶剂的办法，可以使某一温度下溶质微粒的结晶速 度大于溶解的速度，这样溶质便会从溶液中结晶析出。
结晶水合物 含有结晶水的物质称为结晶水合物。常见的结晶水合物有蓝矾（CuSO4·5H2O）、明矾（K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O）、绿矾（FeSO4·7H2O）
等。结晶水合物中的水，常以水分子形式存在。在晶体结构中水分子也占有 一定的位置，它以一定的比例存在于晶体内。当然也有些结晶水合物中的水 是没有一定比例的。如硅酸盐矿石和不溶性的金属氢氧化物。有些无水盐在 空气中可吸收水分，从而形成结晶水合物，如无水硫酸铜和氯化钙等。结晶 水合物在受热时，易失去结晶水，有显著的吸热效应。有些结晶水合物常发 生风化现象。
风化 风化是指在室温和干燥空气里，结晶水合物失去结晶水的现象。
例如，日常生活中碱块（Na2CO3·10H2O）变成碱面（Na3CO3），就是风化现象。加热结晶水合物使它们失去结晶水的现象不叫风化，而叫失水。 由于晶体结构的特点和外界条件的影响，有的晶体只失去一部分结晶水；有的晶体可失去全部结晶水；有的晶体先失去一部分结晶水。再逐渐失 去全部结晶水。可见风化并不一定都是失去全部结晶水。因此，有十水合碳酸钠（Na2CO3 ·10H2O）、七水合碳酸钠（Na2CO3·7H2O）和一水合碳酸钠（Na2CO3·H2O）的存在。
结晶水合物的风化与自然岩石的风化不同，前者是失去结晶水，而后者 是指岩石与空气、水、二氧化碳等物质长期作用，发生了复杂的化学反应， 造成岩石崩解和破碎的现象。
潮解 某些易溶于水的物质吸收空气中的水蒸气，在晶体表面逐渐形成溶液或全部溶解的现象。例如氯化钙、氯化镁都很容易潮解。容易潮解的某 些晶体可用来做干燥剂如 CaCl2、NaOH 等。
晶体的潮解现象与某些固体表面或孔隙里所附着的湿存水不同，例如木 屑在阴雨天气里表面及空隙里附着一些水气，就不能说木屑有潮解现象。
结晶 固体物质从溶液里析出晶体的原理，常应用于生产或科研，用以分离可溶性混合物或除去一些可溶性杂质。这种混合物的分离方法叫结晶 法。结晶法又可分结晶、重结晶（或称再结晶）和分步结晶等方法。一般地 说，将可溶性的粉末状物质经溶解、过滤、蒸发溶剂或冷却热饱和溶液分离 出晶体状态的物质叫结晶。从混有少量可溶性杂质的晶体里用多次结晶的方 法除去杂质得到纯度较高的物质叫做重结晶。如果把可溶于水的混合物利用 各种物质在一种溶剂里溶解度的不同，用结晶方法把它们分离，同时得到两种或几种晶体，这种方法叫做分步结晶法。例如，苦卤的主要成分是 MgCl2、NaCl，其次是 MgSO4，含量较少的是 KCl，工业上利用这四种物质的溶解度不同，采取去水或加水，升温或降温的方法，分别使它们结晶或溶解，从而把 比较重要的 KCl 分离出来。
过滤 过滤是把不溶于液体的固体物质跟液体相分离的一种方法。根据 混合物中各成分的性质可采用常压过滤、减压过滤或热过滤等不同方法。中 学常用的是常压过滤的方法，即用普通玻璃漏斗做过滤器，用滤纸做过滤介 质。当将混合物进行过滤时，得到的澄清液体是滤液，留在过滤介质上面的 固体颗粒是滤渣（参看漏斗的使用、过滤）。
混合物的分离 在生产和生活中，接触到的很多物质大多是混合物，如 石油、粗盐等。化工生产的产品也常混有少量的杂质。为了适应各种不同的 需要，常常要把混合物里的几种物质分开，得到较为纯净的物质。这叫做混 合物的分离。混合物常用的分离方法有过滤、结晶、重结晶、蒸馏和萃取等（参看过滤、结晶）。
萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，以一种溶剂把溶质 从另一溶剂里提取出来的方法。例如用四氯化碳萃取碘水中的碘。
溶液的浓度 浓度是用来表示一定量溶液中所含溶质量的多少。由于考 虑到工、农业和医药卫生等事业实际应用的方便，对溶质和溶液所采用的单 位常常不同，于是表示浓度的方法也就不同。
浓度
符号
实例
数学表达式
适用范围
质 量 浓 度
百分比浓度
%
16%食盐水
溶质（克） 浓度（%） = ×100%
溶液（克）
简单方便， 常用于工农 业。
百万分比浓度
ppm
10ppm
氯气
溶质（毫克） 浓度（ppm） = 溶液（千克）
常用于极稀 溶液，或表 示农药、大 气或水中杂 质的含量。
体 积 浓 度
体积比浓度
1 ∶ n
1 ∶ 5H2SO4
1 ∶ 3 酒精
溶质∶水=1 ∶ n
配制方便常 用于实验 室、医药卫 生。
质量百分比浓度 溶液的浓度用溶质的质量占全部溶液质量的百分比 来表示的，叫做质量百分比浓度（简称百分比浓度），其公式表示如下：溶质质量（克）
百分比浓度（%）
溶质质量（克） + 溶剂质量（克）
×100%
溶质质量（克） 或
溶液质量
×100%
例如，农村选种常用浓度为 16%的食盐溶液，就是每 100 克的溶液里含有 16 克食盐和 84 克的水。由于能从百分比浓度的表中直接看出溶质的多少，使用 简明，所以广泛用于工农业中（参看一定百分比浓度溶液的配制）。
体积比浓度 用两种液体体积比表示的溶液浓度，即某种液体的体积数（或浓溶液）与水的体积数之比。例如：1∶4 的硫酸溶液，其中“1”指 1 体积的硫酸（一般指浓硫酸），“4”是指 4 体积的水。二者按此体积比混合 成的溶液就是 1∶4 的硫酸溶液。由于体积比浓度的配制比较简单，所以常用 于农药、化肥的稀释。
ppm 浓度 用溶质质量占全部溶液质量的百万分比来表示的浓度，也称 百万分比浓度。按法定计量单位制，1ppm 可表示为 1×10-6，或溶质质量
ppm
溶液质量
×10 6
例如，20℃氢氧化钙饱和溶液的百分比浓度为 0.164%，即 1640ppm。所以说 ppm 浓度适用于表示极稀溶液的浓度。例如，表示医药用针剂有效成分的含 量，用来表示水质和空气污染物的测定结果等。
溶液的导电性 电解质（如碱、酸、盐）的水溶液都可以导电。这是由 于在其中存在着能自由移动的离子。但是，不同电解质在不同条件下形成的 溶液，其导电能力会各不相同。溶液的导电能力又称导电性。研究和测量溶 液在不同情况下的导电性有着重要的实际意义（参看电解质、电离）。
电解质 溶于水或熔化状态下能够导电的化合物。例如，NaCl、K2SO4 、NaOH、纯 H2SO4 等酸、碱、盐类化合物都是电解质。电解质在溶于水或熔化状态下为什么能导电，这是因为在此条件下能电离出自由移动的离子。这个 过程可以简单表示如下：判断某化合物是不是电解质，只凭它导电与否是不全面的，还应该考虑 它的结构与性质。例如，硫酸钡（BaSO4），由于它难溶于水（20℃在水中的 溶解度为 2.4×10-4 克），在溶液中的离子浓度很小，所以测定其溶液的导 电性就比较困难。但是已溶于水的极小部分的 BaSO4 却是完全电离的（20℃ BaSO4 饱和溶液的电离度为 97.5%）。因此，BaSO4 是电解质。铜、银、铁等 金属能导电，但它们不是电解质，因为金属与电解质导电的原因不同。
非电解质 溶于水和熔化状态下不能导电的化合物叫非电解质，如蔗 糖、酒精等一些有机物（参看电解质）。
电离 电解质溶于水或受热熔化，离解成自由移动离子的过程。
例如：
离子化合物（NaCl、KOH、K2SO4 等）和某些共价化合物（共用电子对偏 移程度大的如 HCl、H2SO4 等）溶于水中或在熔融状态下都能发生电离。要注 意：电离是在电解质溶于水或受热熔化时自动发生的。
电离方程式 表示电解质电离的式子，简称电离式。如： MgCl2 Mg2++2Cl
NaOHNa++OH
书写电离方程式时，要注意以下几点：
（1）式子左边书写化学式，表示电解质还未电离时的状态；右边书写离 子符号，表示电解质电离产生的离子。
（2）离子所带的电荷数应等于元素或原子团的化合价数。
（3）在电解质溶液中，阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电 荷总数。如：（4）书写电离方程式必须以事实为依据，不能臆造。酸在水溶液中电离 时产生的阳离子全部是氢离子的化合物。酸溶液具有以下 5 点性质：
（1）可以使蓝色石蕊试纸变红；
（2）与碱发生中和反应生成盐和水；
（3）与活泼金属反应生成盐和氢气；
（4）与金属氧化物反应生成盐和水；
（5）与盐反应生成新盐和新酸。 常见的酸都具有腐蚀性。对于酸依据其结构、成分和性质的差别，可以有不 同的分类方法：
依构成区分 含氧酸—H 2 SO4 、HNO 3、H 3PO 4 等
无氧酸—盐酸（HCI）、氢硫酸（H 2S）等
一元酸—CHl、HNO 3 等
依电离出H + 离子数目区分 二元酸—H SO
、H S等
2 4 2
多元酸—H 3 PO4 等
强酸—CHl、H 2 SO 4 、HNO 3等
依电离H + 能力大小区分 中强酸—H PO 等
弱酸—H 2 CO 3 、H 2S等
依常温常压下的状态区分 固体酸—H 3 BO3 、H 2 SiO 3 等液体酸—HCl、HNO3 等
氧化性酸
依是否具有氧化性区分
H 2 SO4 、HNO 3、HClO等
非氧化性酸
HCl、CH 3 COOH（醋酸）、H 3 PO 4 等
有时还可以根据物理性质，分为易挥发性的酸，如 HCl、HNO3 和不易挥 发的酸，如 H2SO4；受热易分解的酸，如 H2CO3，及受热不易分解的酸，如 HCl，等等。
碱 在水溶液中电离时产生的阴离子全部是氢氧根（OH-）离子的化合 物。碱的通性是①一般具有涩味，对皮肤有腐蚀性；②溶液 pH 值大于 7，能 使红色石蕊试液变为蓝色，酚酞试液变为红色；③能与酸发生中和反应，生 成盐和水；④与某些非金属氧化物反应生成盐和水；⑤与某些可溶性的盐反 应生成新盐和新碱。
根据碱在水溶液中电离出氢氧根离子的能力大小，可分为强碱如 NaOH、KOH、Ba(OH)2，和弱碱如 NH3·H2O，以及中强碱如 Ca(OH)2 等。根据碱在水中溶解性的大小，可分为可溶性碱如 NaOH、KOH 等，难溶性碱如 Ca(OH)2、 Fe(OH)3 等及微溶性碱如 Ca(OH)2 等。
盐 由金属离子（或铵根离子 NH4+）与酸根离子组成的化合物。例如， NaCl、NH4NO3 等。大部分盐类是离子化合物，属于强电解质。少数盐如醋酸铅、氯化汞等为弱电解质。盐类在水中的溶解性不同，差别很大。一般说来， 钾盐、钠盐和硝酸盐都易溶于水，而碳酸盐、磷酸盐、氢硫酸盐（硫化物） 大多不溶于水。盐可以跟某些金属发生置换反应，生成另一种盐和金属（参 看置换反应）；盐还可以与酸、碱或其它种类的盐发生复分解反应，生成新 的酸、碱和盐（参看复分解反应）。
根据盐的组成和结构的不同，一般有如下的分类：（1）根据盐组成中是否含有酸式酸根或氢氧根，可分为正盐、酸式盐和 碱式盐。
正盐：组成中不含酸式酸根或氢氧根的盐，如 NaCl、Na2CO3、KNO3 等。
酸式盐：组成中含酸式酸根的盐，如 NaHCO3、KHSO4、Ca(H2PO4)2 等。
碱式盐：组成中含氢氧根的盐，如 Mg(OH)Cl、Cu2(OH)2CO3 等。
（2）按盐组成中的阳离子或阴离子的名称而定名的，如： 钠盐：NaCl、Na2CO3、Na2SO4、Na2S 等。 钾盐：K2CO3、KNO3、KCl 等。 硫酸盐：CuSO4、K2SO4、(NH4)2SO4 等。 碳酸盐：Na2CO3、K2CO3、(NH4)2CO3 等。
（3）多种阳离子与一种酸根离子组成的盐叫做复盐。如 KAl(SO4)2 等。
氧化物 氧与另一种元素组成的化合物。绝大多数元素都能与氧形成氧 化物，通常分为如下几类：（1）金属氧化物（如 CaO、MgO 等）和非金属氧化物（如 CO2、SiO2、SO2
等）。
（2）碱性氧化物（如 Na2O、CaO 等）、酸性氧化物（如 SO2、P2O5 等）
和两性氧化物（如 Al2O3、ZnO 等）。
酸性氧化物 能与碱反应生成盐和水的氧化物，由于它们具有类似酸的 物质，因此叫做酸性氧化物。例如：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O
酸性氧化物大都能够直接跟水化合而生成酸，如： SO3+H2O=H2SO4
CO2+H2O=H2CO3
SiO2 是酸性氧化物但不能直接跟水反应生成酸。酸性氧化物可以跟碱性氧化物在一定条件下反应生成含氧酸的盐。如：
SiO2+CaOCaSiO3
这一反应在炼铁高炉和玻璃熔炉中进行，在生产上颇有意义。
两性氧化物 既可以跟酸反应生成盐和水，又可以跟碱反应生成盐和水 的氧化物。如 ZnO、Al2O3 等。
ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O ZnO+2NaOH=Na2ZnO2+H2O
（锌酸钠） Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O（偏铝酸钠） 两性氧化物跟碱的反应，一般是指跟强碱的反应，跟弱碱不反应。 酸酐 含氧酸失去水以后的生成物。有时也把酸性氧化物叫做酸酐。 如：H2SO4SO3+H2OH2CO3CO2+H2O
SO3 为 H2SO4 的酸酐，CO2 为 H2CO3 的酸酐。其它如：N2O5、SO2、P2O5、SiO2 分别为 HNO3、H2SO3、H3PO4、H2SiO3 的酸酐。学习时需要注意：酸酐中除氧元素以外的另一种元素的化合价必须与酸中该元素的化合价相同。例如：HNO3 中氮的化合价为+5，其相应的酸酐一定是 N2O5，而不是 NO2，因为 NO2 中 N 的化
合价为+4，N2O5 中氮的化合价才是+5。
碱性氧化物 能够跟酸反应生成盐和水的氧化物。例如： MgO+H2SO4=MgSO4+H2O CuO+2HCl=CuCl2+H2O像 Li2O、Na2O、CaO、K2O 等活泼金属的氧化物能够直接跟水化合生成碱。 如：Na2O+H2O=2NaOHCaO+H2O=Ca(OH)2
K2O+2H2O=2KOH
有些金属氧化物如 CuO、Fe2O3、Al2O3、ZnO 等不能跟水直接化合生成相应的碱。
碱性氧化物与酸性氧化物在一定条件下可以反应生成盐，如： MgO+SO3MgSO4
金属活动性顺序 表明金属在水溶液中作为还原剂时，其活动性由强到 弱的顺序，也就是金属单质在水溶液中失去电子的能力由强到弱的顺序。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
────────────────────── 金属活动性（金属原子失去电子的能力）由强渐弱在 19 世纪初期和中期，科学家曾根据金属跟稀酸或水反应剧烈的程度， 排出过金属活动性顺序，并做过活动性强的金属从不活泼金属的盐溶液中将 不活泼金属元素置换出来的实验。今天排定的这个表，是根据现代理论修订 过的。其中“H”虽不是金属，但从得失电子的角度上看，可作为对比物。排 在“H”前面的金属，对“H”是相对活动的，它们可置换酸中的氢。排在“H” 后面的金属，活动性相对小一些，不能置换酸中的氢。金属活动性顺序表还 表明，排在前面的金属能从排在后面的金属盐溶液中将金属置换出来（参看 置换反应）。
酸碱度 溶液酸性、碱性强弱的程度，简称酸碱度。溶液的酸碱度常用pH 值表示。通常用石蕊、酚酞等指示剂检验酸碱溶液，但只能检验溶液的酸、碱性，而不能确切地表示溶液酸、碱性强弱的程度（参看 pH 值）。
pH 值 溶液的酸、碱性可用氢离子浓度（记作[H+]）表示，但稀溶液中 [H+]少，计算不便。因此，化学上采用氢离子浓度（[H+]）的负对数来表示， 叫做 pH 值，即 pH=-lg[H+]。pH 值的范围通常在 0—14 之间。
pH=0 表示酸度较强 pH=7 表示溶液呈中性 pH<7 表示溶液呈酸性 pH>7 表示溶液呈碱性pH 值与[H+]的关系是：
pH 值越小，[H+]越大，酸的强度也越高；
pH 值越大，[H+]越小，酸的强度也越低。
pH 值减小一个单位，相当于[H+]增大 10 倍；pH 值增大一个单位，相当 于[H+]减小至原来的 1/10。
测定 pH 值最简便的方法是使用 pH 试纸。即把待测溶液滴在 pH 试纸上， 然后把试纸显示的颜色跟标准比色卡对照。这样便可知道溶液的 pH 值。如果 要精确地测定溶液的 pH 值，可以采用测量 pH 值的仪器（参看酸碱指示剂、 pH 试纸的使用）。
有机化合物 含碳元素的化合物（碳的氧化物、碳酸盐、碳化物除外），简称有机物。“有机物”的原意是来自生物体的物质。因为早期发现的有机 物都是从生物体内分离出来的。随着化学合成方法和技术的发展，“有机物” 这一名词已失去了原来的含义。
有机物的种类很多，已超过一千万种（1990 年）。其主要特点是①熔点较低，一般在 300℃以下；②属非电解质；③大多数易燃，受热易分解；④ 多数难溶于水、易溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯和汽油等有机溶剂；⑤反应时 副反应多，产物往往是多种物质的混合物。
最简单的有机物如甲烷（CH4），常见的有机物如乙烯、乙炔、乙醇（酒精）、乙酸（醋酸）、乙醚、丙酮；天然高分子有机物如蛋白质、脂肪、纤 维素；合成的有机物如：塑料、合成纤维及合成橡胶等。
无机化合物 简称无机物。一般指除碳以外的各种元素的化合物（也包括少数的含碳氧化物及碳酸盐等）。目前已发现的无机物约有 20 万种。通常 分为酸、碱、盐、氧化物以及各种金属和非金属单质。
标准状况和通常状况 标准状况是指温度为 0℃，压强为 1.01×105 帕的 状况。通常状况是指室温（20℃左右）和 1.01×105 帕大气压强下的状况。
二、元素化合物知识
空气的成分 空气是具有一定组成的气体混合物，包围在地球周围，其 密度随高度的增加按指数律减少，离地面越高，空气越稀薄，逐渐向星际空 间过渡。总质量约为 5.3×1018 千克，其中 99.999%集中在离地面 80 千米以 下。由于大气的运动和地球表面的性质不同（如海洋、沙漠等），空气的成 分存在着地区性差异，但垂直方向的变化比水平方向变化要大得多。大约在85 千米以下的大气层称均质层，其中氮气（N2）、氧气（O2）、稀有气体是基本不变的成分，它们各自所占的体积在各高度上基本相同。二氧化碳（CO2）、臭氧（O3）、水蒸气（H2O）和其它一些污染性气体〔如硫化氢（H2S）、二氧化氮（NO2）、一氧化氮（NO）、一氧化碳（CO）、氨（NH3）等〕是可变气体，受地区、气候、森林覆盖面积和工业发展状况等因素的影响，其成 分发生着不同的变化。除气体成分外，空气中悬浮着灰尘、烟尘、雾等，这 些颗粒物质受地区、天气条件的影响更大。均质层中干洁空气的平均分子量 为 28.96，其主要成分如下表，其它气体含量微少。
成分
氮气
（ N2 ）
氧气
（ O2 ）
氩气
（ Ar ）
二氧化碳
（ CO2 ）
含量（体积%）
78.084
20.948
0.934
0.033
随着工业的发展和化石燃料耗量的增加，二氧化碳和其它污染性气体的 含量将日渐增多。
早在 17 世纪中叶以前，人们对空气的认识还是模糊的。空气成分的发现经历了漫长的过程（参看氮的发现、氧气的发现、稀有气体的发现）。 空气现在的成分是长期以来自然界各种变化长期作用的结果。原始的大气是以二氧化碳、一氧化碳、氮气、氢气为主的，绿色植物出现以后，由于光合作用，才形成以氮气和氧气为主的现代空气。
氮气 常压下为无色、无臭、无味的气体。熔点-209.86℃，沸点-195.8
℃。0℃、1 标准大气压下气体密度为 1.25 克/升，微溶于水。它是空气的主 要成分，占空气体积的 78%。氮气在自然界存在着以下循环过程：一些豆科 作物的根瘤菌把空气中的氮转化为氮的化合物，被作物吸收后形成蛋白质； 闪电使氮气和氧气反应，被雨水带入土壤形成含氮的化合物；合成氨工业将 氮气和氢气制成氨气；这些都使氮得到固定。植物从土壤中吸收氮肥转化为 蛋白质，动物食用植物又转化为动物蛋白质，动植物腐烂分解和土壤中的反 硝化细菌又使氮释放到空气中去。氮气在空气中的浓度基本不变就是上述循 环平衡的结果。空气是氮气的主要来源，工业上大量制取氮气的方法是液态 空气分馏法。基本做法是：将空气深度冷冻，使之液化，然后精馏分离，先 得到液氧，然后可得到 98%以上的液氮。将氮气以 150 大气压的压力装入钢 瓶运输使用，大量使用时可通过管道输送。氮气的化学性质不活泼，高温下 可与氧气反应；在高温、高压和催化剂作用下与氢化合；高温下还能和一些 金属形成氮化物。点燃镁条时冒出的白烟，就是氮气与镁作用的结果。氮气 主要用于合成氨，进而制成各种氮肥。还可制备氮化物、氰化物、硝酸及硝 酸盐等。利用氮气的不活泼性，可用做保护性气体，如充填灯泡和特殊要求 的车辆轮胎，食品防腐，焊接防氧化等。还可用于塑料橡胶中的发泡剂。液氮可作冷冻剂。
稀有气体 氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）、氡（Rn）6 种气体因为在空气中含量极少，又都是气体，故称稀有气体，属周 期表中零族元素。它们都是无色、无臭、无味的气体，微溶于水。最外层电 子数目除氦为 2 个外，其余都是 8 个，通常称这种结构为 8 电子稳定结构， 各电子层都排满了电子，各原子之间不能形成化学键，因而气体分子是由单 原子构成的，熔点和沸点都很低，化学性质不活泼，故过去又称之为惰性气 体。自 1962 年首次合成稀有气体化合物以来，至今不过几百种，主要是氙的 化合物及氪的化合物、氡的化合物，氦、氖、氩至今尚未合成出化合物。除 氡以外，都可以采用深度冷冻法由空气分离制得；氦还可以由天然气深度冷 冻提取出来；由核反应堆裂变气中可以提取氩、氙；氡可以从镭盐中提取。 稀有气体性质独特，用途广泛。五光十色的霓虹灯就是在灯管里通入稀有气 体制成的。灯管里通入氩气，通电时发出紫蓝色光；充入氦气发出粉红色光； 充入氖气发出红光。氖光灯的红光能穿透浓雾，一般用来做航空、航海的指 示灯。在石英玻璃管中充入氙气，通电后发出的光比荧光灯强几万倍，称为 “人造小太阳”，可用来做体育场、飞机场和照明灯。用氦气灌装气球、气 艇，比用氢气安全；氦气还用于航天器的液体推进剂的加压气体。液氦是最 冷的物质，可用做低温源。氦-氧混合气用于潜水作业，可避免潜水病。氦- 氖可用于气体激光器。氩-氢弧能达到 10000℃的高温，可切割高镍钢合金。
空气污染 又称大气污染。是指大气中污染物的浓度达到了有害程度的现象。大气中污染物主要有硫化物（如 SO2、H2S）、氮的氧化物（如 NO、NO2）、碳的氧化物（如 CO、CO2）、碳氢化合物、放射性物质、粉尘、烟尘等。另外碳氢化合物和氮氧化合物受太阳光紫外线照射，产生光化学烟雾，为二次 污染物，其危害性更严重。大气污染对人体有直接影响，成年人每天需要十 几公斤空气，长期吸入受低浓度污染物侵袭的空气，可造成体质下降，导致 某些慢性疾病的发生。严重污染的空气进入人体，可导致呼吸道、心血管、 神经系统等疾病，甚至发生急性中毒或死亡。如果空气污染超过植物的忍耐 限度，会使植物的细胞和组织器官受到伤害，生理功能和生长发育受阻，品 质变坏，种群消失。对农作物的直接影响是产量下降，甚至颗粒不收。大气 污染还能加重对金属的腐蚀，侵蚀建筑材料，损坏艺术品，加速有机材料的 老化，粉尘等颗粒物质使高压输电线短路等。二氧化碳浓度增大，吸收地面 的热辐射，使大气温度升高，引起气候变暖，这种现象被称为“温室效应”。 大气污染物还会随雨水造成水污染和土壤污染。
防治空气污染 空气是地球上一切生物赖以生存的重要物质条件之 一。当前空气污染已经是地区性全球性的问题，只有从整个区域大气污染状 况出发，统一规划并综合运用各种防治措施，才可能有效地控制空气污染。 燃烧过程产生的有害物质是大气中的主要污染物，通过改变燃料组成和能源 结构，改进燃烧装置和技术，安装消烟除尘装置，发展集中供热和区域采暖， 可以改善局部地区的大气污染。对工业生产中的有害气体，可采用吸收、吸 附、催化转化等方法消除。工业粉尘可采用除尘和集尘技术和装置除掉。在 机动车上安装催化净化装置可以减少有害气体的排放。还要大力发展绿化， 植物具有美化环境、调节气候、截留粉尘、吸收大气中有害气体的功能。大 面积的绿地，可以长时间地、连续地净化空气。
氧气的物理性质 通常状况下，氧气为无色、无臭、无味的气体。熔点-218.4℃；沸点-182.96℃。在标准状况下（0℃，大气压强为 1.013×105 帕） 气体密度为 1.429 克/升，比空气略重。微溶于水，0℃氧气压强为 1.013×
105 帕时，1 升水能溶解 49 毫升的氧气，这是水中生物生存的保证。在大气 压强为 1.013×105 帕时，降低气体温度，到沸点时，开始变为淡蓝色液体， 称为“液氧”，在熔点时“液氧”变成雪花状的淡蓝色固体。
氧气的化学性质 氧气的化学性质比较活泼，除某些稀有气体外的所有 化学元素都能与氧气在一定条件下直接或间接地化合，生成相应的氧化物。 在日常生活中的很多现象，如铁生锈；铝制品表面致密氧化膜的形成；以及 发生在动物体内的呼吸作用都是常温下这些物质与氧气作用的结果。
①
4Fe+3O2 潮湿的空气= 2Fe2O3
4Al+3O2 = 2Al2O3
C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
在点燃或加热的条件下，氧气可以和某些金属单质反应，生成相应的金属氧 化物。
3Fe+2O2 Fe3O4
2Mg+O22MgO 还可以和某些非金属单质反应，生成相应的非金属氧化物。
C+O2CO2
C+O2（不足）2CO
S+O2SO2
4P+5O22P2O5
Si+O2SiO2 氧气和某些可燃性气体在常温下反应极慢（如 O2 和 H2 的混合气体可以几年不 反应），但这类混合气体一经点燃则会发生猛烈爆炸。
2H2+O22H2O（氢氧爆鸣气）
CH4+2O2CO2+2H2O（天然气爆炸）
乙炔（C2H2 俗名电石气）在氧气里燃烧的火焰——氧炔焰温度可达 3000℃，可以用来焊接（“气焊”）或割断金属（“气割”）。
2C2H2+5O24CO2+2H2O
（参看氧气的用途）
氧气的用途 氧气是动植物维持生命和燃烧过程必需的气体，人类和动 物的生存依赖氧气。危重病人要进行输氧抢救、空间技术、潜水和登山活动 都需用氧气。除此之外，氧气在化工、冶金和航空技术上具有广泛用途。① 在化学工业中是一种重要的氧化剂，用于水煤气的生产，炔类的部分氧化等。
②炼钢时吹入高纯氧，可去除碳、硫、磷等杂质，加快冶炼速度，提高钢产 量和质量。③和乙炔或氢气一起获得高温火焰，用以切割和焊接金属。④液 氧是现代火箭推进剂的一种氧化剂，还可制液氧炸药用于采矿爆破。⑤在环 境保护中用于污水的生物化学处理。
氧气的实验室制法 将某些含氧化合物加热分解是实验室制取氧气的① 铁锈的主要成分是 Fe2O3·xH2O。
